Construcción de jaulas moleculares para fines biomédicos

Un equipo de bioquímicos ha diseñado proteínas especializadas que se autoensamblan para formar jaulas moleculares que son cientos de veces más pequeñas que una célula. La creación de estas estructuras miniaturizadas puede ser el primer paso hacia el desarrollo de nuevos métodos de administración de fármacos o incluso hacia el diseño de vacunas artificiales.

Este método podría ser usado para combinar moléculas proteicas a fin de crear toda una nueva gama de materiales estructurados a escala nanométrica.

Esta fascinante línea de investigación, a cargo del equipo de Yen-Ting Lai y Todd Yeates, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) podría acabar teniendo aplicaciones tan variadas como útiles.

Por ejemplo, sería posible adherir una secuencia de reconocimiento de células cancerosas al exterior de la jaula, y en el interior de ésta tener una toxina u otra arma farmacológica. De esta forma, la sustancia sería aplicada directamente al blanco escogido, por ejemplo una célula cancerosa.

Otro uso para estas versátiles estructuras proteicas podría ser como vacunas artificiales. Algunas vacunas tradicionales usan una proteína de superficie inactiva de un virus para hacer que el sistema inmunitario del cuerpo crea que está siendo atacado. Este método no siempre es efectivo, porque a veces la proteína en cuestión no se parece lo suficiente al virus como para provocar una respuesta fuerte del sistema inmunitario. Sin embargo, adhiriendo segmentos de proteínas obtenidas de virus a la superficie de una jaula molecular, estas diminutas estructuras podrían imitar mejor a un virus, estimulando una respuesta inmunitaria incluso más fuerte que la de una vacuna tradicional y protegiendo mejor a la persona contra la enfermedad.


En su actual fase de desarrollo tecnológico, las jaulas proteicas son demasiado porosas, y es probable que un fármaco colocado en su interior se filtrase al exterior antes del momento deseado. El siguiente paso en esta línea de investigación será construir una nueva jaula molecular cuyo interior esté mejor sellado.

Otro enfoque es construir las jaulas usando múltiples copias de la misma proteína como bloques de construcción. Los científicos pueden controlar la forma de la jaula mediante la estrategia de calcular la secuencia de aminoácidos necesaria para unir a las proteínas en los ángulos correctos. Este método alternativo representa un enfoque más versátil. Sin embargo, usar un único tipo de proteína para construir una estructura requiere poder crear diferentes tipos de uniones entre estas piezas proteicas idénticas, y esto es todavía un gran reto.

En los estudios de esta línea de investigación también han trabajado David Baker y Neil King de la Universidad de Washington, así como Michael Sawaya y Duilio Cascio de la UCLA.